线性表之顺序队列（循环队列）(C语言实现)

一、队列概念

1、队列(queue)是一种只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除的操作的线性表

2、队列是一种先进先出(first in first out)的线性表，简称FIFO。允许插入的一端成为队尾，允许删除的一端成为对头。假设队列是q=(a1,a2,...,an),那么a1就是对头元素，an就是队尾元素。这样我们删除时，总是从a1开始，而插入时，列在最后。

二、循环队列

1、为了解决顺序队列插入和删除时需要移动数据、"假溢出"问题，引入循环队列。循环队列的定义：我们把队列的这种头尾相接的顺序存储结构成为循环队列。

2、顺序队列的插入删除的时间复杂度为O（1）。

 

二、循环队列数据结构

typedef int QElemType;//根据实际情况而定，这里假设为int
/********循环队列的顺序存储数据结构**********/
typedef struct queue 
{
	QElemType *pBase;	  //顺序存储内存分配基地址
	int front;    //指向队列第一个元素
	int rear;    //指向队列最后一个元素的下一个元素
	int maxsize; //循环队列的最大存储空间
}QUEUE,*PQUEUE;

 

三、循环队列基本操作

1、创建队列

bool CreateQueue(PQUEUE Q,int maxsize)
{
	if(!Q)
		return false;

	Q->pBase = (QElemType *)malloc(sizeof(QElemType)*maxsize);
	if(!Q->pBase)
	{
		printf("Memory allocation failure");
		return false;
	}
	else
	{
		Q->front=0;         //初始化参数
		Q->rear=0;
		Q->maxsize=maxsize;
	}
	
	return true;
}

2、空队列

bool EmptyQueue(PQUEUE Q)
{
	if(!Q)
		return false;

	if(Q->front==Q->rear)    //判断是否为空
		return true;
	else
		return false;
}

3、满队列

bool FullQueue(PQUEUE Q)
{
	if(!Q)
		return false;

	if(Q->front==(Q->rear+1)%Q->maxsize)    //判断循环链表是否满，留一个预留空间不用
		return true;
	else
		return false;
}

 

4、入队

bool Enqueue(PQUEUE Q, QElemType val)
{
	if(!Q)
		return false;

	if(FullQueue(Q))
		return false;
	else
	{
		Q->pBase[Q->rear]=val;
		Q->rear=(Q->rear+1)%Q->maxsize;
		return true;
	}
}

5、出队

bool Dequeue(PQUEUE Q, QElemType *val)
{
	if(!Q)
		return false;

	if(EmptyQueue(Q))
	{
		return false;
	}
	else
	{
		*val=Q->pBase[Q->front];
		Q->front=(Q->front+1)%Q->maxsize;
		return true;
	}
}

 

6、获取队列长度

int QueueLength(PQUEUE Q)
{
	if(!Q)return -1;
	else
		return (Q->rear-Q->front+Q->maxsize)%Q->maxsize;
}

7、

bool GetHead(PQUEUE Q, QElemType *val) 
{
	if(EmptyQueue(Q))
	{
		return false;
	}
	else
	{
		*val=Q->pBase[Q->front];
		return true;
	}
}

 

8、清空队列

bool ClearQueue(PQUEUE Q)
{
	if(!Q)
		return false;

	Q->front = Q->rear;

	return true;
}

9、销毁队列

int DestroyQueue(PQUEUE Q)
{
	if(!Q)
		return false;

	if(Q->pBase)
		free(Q->pBase);

	Q->pBase = NULL;

	return true;
}

10、遍历队列

 

bool TraverseQueue(PQUEUE Q)
{
	if(!Q)
		return false;
		
	int i=Q->front;
	printf("队中的元素是:\n");
	while(i%Q->maxsize!=Q->rear)
	{
		printf("%d ",Q->pBase[i]);
		i++;
	}
	printf("\n");

	return true;
}

四、测试代码及测试结果

void main(void)
{	
	QUEUE MyQueue;

	int ret = CreateQueue(&MyQueue,10);
	if(false == ret)
		return;

	QElemType i;
	for(i = 0;i < 20;i++)
	{
		if(false == Enqueue(&MyQueue,i)) break;
		else
			printf("依次入队元素：%d\n",i);
	}

	int len = QueueLength(&MyQueue);
	printf("===========len：%d===========\n",len);

	TraverseQueue(&MyQueue);

	QElemType val;

	GetHead(&MyQueue,&val);
	printf("===========对头元素：%d===========\n",val);

	for(i = 0;i < 5;i++)
	{
		if(false == Dequeue(&MyQueue,&val)) break;
		else
			printf("依次出队元素：%d\n",val);
	}

	TraverseQueue(&MyQueue);

	ClearQueue(&MyQueue);

	DestroyQueue(&MyQueue);


	system("pause");
}